26

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАМЫШИНСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ)

ВОЛГОГРАДСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

Кафедра «Электроснабжение промышленных предприятий»

Расчетно-графическая работа

Дисциплина: «Электрический привод»

Вариант №3

На тему: «Расчет электрического привода»

ВЫПОЛНИЛ:

студент группы КЭЛ-072

Будылин А.С

ПРОВЕРИЛ:

ст.преподаватель

ДОНЧЕНКО А.М.

г. Камышин 2011г

Содержание:

1. ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ

ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ…………………………………………………………2

2. ВЫБОР ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ………………..6

3. МАСЛЯНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ………………………………………7

4. Воздушные выключателями………………………………………16

5. Элегазовые выключатели…………………..............................19

6. Вакумнгые выключатели……………………………………..21

7. Выключатели нагрузки………………………………………..24

Раздел IV высоковольтные электрические аппараты

Гл а в а 17

ВЫКЛЮЧАТЕЛИ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

17.1. ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ

ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

Основные определения. Выключатели высокого напря­жения — это электрические аппараты, предназначенные для коммутации цепей переменного тока в электрических сетях с напряжением 3 кВ и выше. Под коммутацией в данном слу­чае понимается включение и отключение номинальных токов электроустановок, токов короткого замыкания, емкостных то­ков конденсаторных батарей и линий электропередач.

К основным параметрам выключателей относятся: номи­нальные напряжение и ток, номинальный ток термической стойкости, номинальный ток электродинамической стойко­сти, номинальный ток отключения, номинальная отключа­емая мощность, номинальный ток включения, собственное время включения и отключения выключателя, полное время включения и отключения.

Номинальное напряжение U_HQM — это линейное напряже­ние трехфазной системы, в которой выключатель предназна­чен работать. Если выключатель может использоваться для различных классов напряжения, то за номинальное принима­ется наибольшее номинальное напряжение. Для компенсации падения напряжения на источниках энергии (генераторах, трансформаторах и линиях электропередачи) напряжение ап­парата принимается на 5...15% выше относительно номи­нального значения.

Номинальный ток I_ШШ — это наибольший ток (действую­щее значение), который аппарат способен длительно прово­дить при заданном напряжении, номинальной частоте и но­минальной температуре воздуха, при этом температура час­тей аппарата не должна превышать допустимую, установлен­ную для длительной работы.

Номинальный ток отключения I0 ном представляет собой наибольший ток, который выключатель способен надежно отключать при наибольшем рабочем напряжении сети.

I0 ном — это действующее значение периодической состав­ляющей тока в момент расхождения контактов выключателя. Значение номинального тока отключения характеризует от­ключающую способность выключателя, которая часто опре­деляется номинальной мощностью отключения.

Номинальная мощность отключения трехфазного выклю­чателя, МВА:

S_{0 ном} = U_ном I_{0 ном} (1)

Понятие этой мощности условно и по существу представ­ляет собой мощность, близкую к мощности короткого замы­кания сети, в которой установлен выключатель.

Причина, вызывающая короткое замыкание, в большин­стве случаев носит временный характер. Если причина быст­ро исчезает, то при новом включении удается возобновить подачу энергии потребителю. Этот процесс называется авто­матическим повторным включением (АПВ) выключателя. Применение АПВ позволяет повысить надежность энерго­снабжения.

Время с момента отключения до нового включения долж­но быть достаточно малым для того, чтобы обеспечить непре­рывную работу потребителя. Это время должно быть доста­точным для деионизации пробитого промежутка после отклю­чения цепи. Время деионизации составляет примерно 0,1 ...0,5 с и зависит от напряжения системы.

Если к моменту повторного включения короткое замыка­ние в цепи не исчезает, тогда выключатель включается на существующее короткое замыкание, после чего вновь следует его отключение.

Время короткого замыкания обычно ограничивают в пре­делах 0,05... 0,1 с. Полное время отключения выключателя состоит из време­ни от момента подачи команды на отключение и до момента погасания дуги.

Номинальный ток включения выключателя — это наиболь­ший ударный ток короткого замыкания, на который выключа­тель включается без сваривания контактов и других повреж­дений, препятствующих его дальнейшей нормальной работе. этот ток определяется амплитудой тока отключения:

i_уд = 1,8 I_{0 ном} (2)

Термическая и электродинамическая стойкость аппарата при сквозных токах короткого замыкания характеризуется то­ками It при заданном времени t_r и I_дин. Ток сквозной стойко­сти — это ток, который пропускает через себя токоведущий контур выключателя при полностью включенном положении, когда нажатие контактов номинальное.

Ток термической стойкости связан с номинальным током отключения неравенством:

I_T ≥ I_{0 ном} (3)

Ток электродинамической стойкости определяется амп­литудным значением ударного тока. Он связан с током отклю­чения неравенством:

i_уд ≥ 1,8 I_{0 ном} = 2,55 I_{0 ном} (4)

Иногда электродинамическая стойкость определяется действующим значением ударного тока в течение первого периодом после начала короткого замыкания.

Возвращающееся напряжение — это действующее зна­чение напряжения промышленной частоты, появляющееся между токоподводящими проводами разных полюсов после погасания дуги на всех полюсах (возвращающееся межполюс­ное напряжение) и на зажимах одного полюса после гашения дуги на нем (возвращающееся напряжение на полюсе).

Восстанавливающееся напряжение на контактах полюса — это напряжение, появляющееся на первом гасящем полюсе после прохода тока через нуль. Оно состоит из напряжения промышленной частоты и напряжения свободных составляю­щих (собственных частот).

Собственное время отключения выключателя с приво­дом— это промежуток времени с момента подачи команды на отключение до момента начала расхождения дугогасительных контактов. Для выключателей с шунтирующими резисто­рами следует различать время до момента расхождения глав­ных контактов и вспомогательных.

Время отключения выключателя с приводом — это про­межуток времени от момента подачи команды на отключение до момента погасания дуги на всех полюсах (для выключате­лей с шунтирующими резисторами различают время до мо­мента погасания основной и вспомогательной дуг).

Время включения (до возникновения тока в цепи) выклю­чателя с приводом — промежуток времени от момента пода­чи команды на включение до момента пробоя промежутка между сближающимися контактами при номинальном напря­жении в сети.

Бестоковая пауза при автоматическом повторном включе­нии — это промежуток времени от момента погасания дуги во всех полюсах выключателя до момента возобновления тока в каком-либо полюсе выключателя.

Классификация выключателей. Выключатели классифи­цируют по способу гашения дуги, виду изоляции токоведущих частей, по конструкции дугогасительного устройства. Разли­чают: масляные, воздушные, элегазовые, вакуумные, электро­магнитные выключатели.

В масляных выключателях дуга, образующаяся между контактами, горит в трансформаторном масле. Под действием энергии дуги масло разлагается и образующиеся газы и пары используются для ее гашения.

Масляные выключатели подразделяют на баковые и мало­масляные. В первых токоведущие части изолируются между собой и от земли с помощью масла, находящегося в стальном баке, соединенном с землей. В маломасляных выключателях изоляция токоведущих частей от земли и между собой произ­водится с помощью твердых диэлектриков и масла.

Воздушными называют выключатели, в которых в качестве гасящей среды используется сжатый воздух, находящийся в баке под давлением 1 ...5 МПа. При отключении сжатый воз­дух из специального бака подается в дугогасительное уст­ройство. Дуга обдувается интенсивным потоком воздуха и гас­нет, а воздух выбрасывается в атмосферу.

В элегазовых выключателях гашение дуги осуществляет­ся путем охлаждения ее движущимся с большой скоростью элегазом. Элегаз — это шестифтористая сера (SF₆). Она ис­пользуется в выключателе в замкнутом объеме и как изолиру­ющая среда.

В вакуумных выключателях поддерживается вакуум (дав­ление равно 10⁴ Па). Возникающая при расхождении контак­тов дуга быстро погасает благодаря интенсивной диффузии зарядов в вакууме.

Электромагнитные выключатели по своему принципу аналогичны контакторам постоянного тока с лабиринтно-щелевой камерой. Гашение дуги происходит за счет увеличения сопротивления дуги вследствие ее интенсивного удлинения и охлаждения.

Требования к высоковольтным выключателям. Вы­ключатель является наиболее ответственным устройством вы­соковольтной системы. При отказе выключателя авария раз­вивается, что ведет к тяжелым разрушениям и большим мате­риальным потерям, связанным с недоотпуском электроэнер­гии, прекращением работы крупных предприятий.

В связи с этим основными требованиями к выключателям являются:

- высокая надежность работы во всех эксплуатационных режимах;

-отсутствие коммутационных перенапряжений, опасных для изоляции элементов установки;

-минимально возможное время отключения цепи при коротком замыкании;

-надежное отключение цепи при условиях быстрого вос­становления напряжения на мощных устройствах, опре­деляемого ГОСТ 687-78;

-большое число отключений коротких замыканий без ре­визии и ремонта;

-безопасность эксплуатации и отсутствие выбросов из выключателя в окружающее пространство пламени и рас­каленных газов.